非金屬礦選礦工序及導磁介質的相關知識
非金屬礦加工生產過程中,磁選工序是一道關鍵工序。這道工序最終出來的產品品味,大多就是礦企出廠產品的品質。首先讓我們探討一下礦產品品質都是有哪些因素決定的,下面以高嶺土為例進行說明。高嶺土類礦物是由高嶺石、地開石、珍珠石、埃洛石等高嶺石簇礦物組成,主要礦物成分是高嶺石。高嶺石的晶體化學式為2SiO2·Al2O3·2H2O,其理論化學組成為46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O。高嶺土中的雜質一般為氧化鐵、鐵鹽、氧化鈦、植物纖維等。 高嶺土的主要指標有白度、粘性、可塑性、燒結性、可選性等。磁選工序的目的就是將高嶺土中有磁性的氧化鐵、鐵鹽、氧化鈦等雜質去除,從而達到除雜、提升高嶺土白度、提升燒成率等指標。目前高磁場選礦設備主要有普通電磁(漿料)設備和超導磁選設備,磁場強度越高,去除磁性物就越徹底。但很多礦企人員往往對設備積極重視,而忽略了導磁介質在選礦過程中發揮的巨大作用。去除非金屬礦中的雜質時,首先是設備能夠產生一個足夠高(強)的磁場,然后將裝在設備腔體中的介質進行感應,介質感應后產生的感應磁場是背景磁場的2-2.5倍,當含有磁性物的礦漿顆粒通過介質時,符合吸附條件的磁性顆粒被介質捕捉到,沒有被捕捉到的顆粒流出來(精礦),從而實現磁分離的目的。非金屬礦提純除雜的幾個核心知識點:礦物可選性(有磁性顆粒)、設備背景磁場、設備結構及工藝參數、導磁介質性能及使用方法。
一、礦物可選性
大部分的非金屬礦中都含有磁性鐵和非磁性鐵,只是這兩種鐵所占的比例不同而已。磁性鐵多的礦物可選性就好,非磁性鐵多的礦物可選性就差。比如:某高嶺土礦含鐵總量為1%,其中Fe3O4、Fe2O3總量為0.6%,FeC03的總量為0.4%,那么90%甚至90%以上的Fe3O4、Fe2O3應該是可以去除的,而絕大部分FeC03是無法去除的,也就是說,這個高嶺土礦想把鐵降到0.4%以下是困難甚至是不可能的。
二、選礦設備的背景磁場
選礦設備的背景磁場對選礦來講是非常重要的,其作用主要有兩個方面,一是要將礦物中的弱磁性顆粒感應,使其更容易被吸附;而是將介質進行感應,使其產生更高的感應場強來吸附弱磁性顆粒。當前普通電磁設備的背景磁場因材料本身的性質(銅線、鋁線為主,有電阻、帶點后發熱)和工作環境決定了難以達到2萬高斯(2T),市場上經常見到的有1.1-1.5T,這是比較容易實現的;而超導就可以實現5萬高斯以上的背景磁場,因為超導線圈達到超導態時電阻為零,電流可以很大,線圈匝數足夠多的情況下,可以產生很高的背景磁場,目前在科研領域可以實現100萬高斯(100T),但非金屬選礦不需要這么高的磁場。
三、磁選設備的結構
磁選設備的結構對選礦效果也很重要,選礦腔體是必須的,但腔體的長度或者說深度是很有講究的,合理的長度容易找到產量和質量的臨界點,這個臨界點是用戶所希望實現的。長度太短,選礦效果不理想,長度太長有不容易沖洗,無法保持長時間效果穩定運行。給礦管和沖洗管的布局也非常重要,當腔體的面積較大時,需要計算采用多大口徑的給礦管和沖洗管道,研究這些管口的液體在什么壓力的情況下其分散面積有多大,這些分散面積是否均勻地在腔體的整個選礦截面上分布。如果分布不均勻,會導致有的地方流量大、有的地方流量小,這樣選礦效果也不好,沖洗效果也不好,生產運行也不會有好的結果。
四、導磁介質的性能和使用方法
選礦使用的導磁介質對飽和磁通量和矯頑力要求很高。目前科研成功的導磁介質飽和磁通量在2.5T左右,但因為這種材料難以加工,所以無法在選礦領域使用??梢怨I化的、并能在選礦領域用的高性能導磁介質的飽和磁通量能夠達到1.3-1.5T已經是很理想的材料了,前幾年市場上大多是0.75T-1.1T的導磁介質,隨著電磁設備背景磁場的提高,飽和磁場強度在0.75T-1.1T的導磁介質對要求越來越高的礦產品已經不能滿足要求。導磁介質在非金屬礦選礦領域一般分為三類:介質棒、鋼網、鋼毛。介質棒和鋼網主要是針對粗顆粒選礦使用,鋼毛主要是針對150目以細的顆粒使用。使用介質棒和鋼網比較簡單,下面專門針對鋼毛的使用方法進行說明:
1、不同礦漿顆粒,要選擇不同粗細(截面積)的鋼毛。原因:當顆粒較大時,其重量也較大,需要大一點的附著面積才能吸附??;當顆粒較小時,需要較密的細鋼毛,這樣才能有效的捕捉細顆粒的磁性物。具體選型應該根據顆粒帶分布狀況搭配使用。
2、鋼毛一般做成鋼毛餅更加好用,鋼毛餅的厚度不宜太厚,一般在8-15mm厚比較好用。
3、鋼毛餅的外徑和內徑很有講究,外徑必須與設備的腔體內徑良好接觸密封,內徑要與中心軸良好密封。達到良好的密封效果即可,不可以淤積鋼毛。
4、鋼毛要和鋼網搭配使用。針對80-120目為主的顆粒,鋼網比重要占到60%以上,鋼毛也要選粗直徑的;針對120-200目的顆粒,鋼網和鋼毛比例基本上在1:1左右的范圍內;針對200-250目的顆粒,鋼毛的比例一般要占到60%以上;針對250目以細的顆粒,鋼毛的比例一般要占到70%以上??偠灾?,顆粒直徑越大,鋼網用的越多,顆粒直徑越小,鋼毛用的越多。
5、細顆粒直徑鋼毛與鋼網的使用方法:鋼網一般選擇0.8-1.2mm厚度,材質為430的不銹鋼網。鋼網外徑要小于腔體內徑10mm-30mm,鋼網內孔要大于中心軸直徑10mm左右,利于拆卸以及鋼毛密封。鋼毛餅之間要放1-2片甚至幾片鋼網,這樣有利于每個循環的沖洗作業和選礦是礦漿的暢通。特別注意:若鋼毛餅之間不放鋼網,在磁場力的巨大作用下,鋼毛容易集結在一起,不利于礦漿均勻通過,也不利于每個循環的沖洗。有鋼網將鋼毛夾住,一是鋼毛在磁場力作用下仍然保持均勻分布,二是沖洗時有硬鋼網貼在后面,比較容易穿透,這樣才能保證每個循環有良好的選礦效果和沖洗效果,生產穩定運行的時間也會持續的更長??傊?,對于非金屬礦濕法磁選而言,除了以上比較重要的內容需要注意外,礦物的濃度、分散效果、給礦速度、選礦時間、沖洗壓力等工藝參數都需要通過測試找到一個合理的參數,在生產運行過程中,反復對比各參數變化帶來的影響,找到適合于自己產品的工藝參數矩陣后,才能長期、穩定的生產。
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